本文關(guān)鍵詞：含大規(guī)模風(fēng)電的電力系統(tǒng)小干擾概率穩(wěn)定性分析

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【摘要】：風(fēng)電受風(fēng)速特性影響而具有較強(qiáng)的隨機(jī)性和波動(dòng)性,隨著近年來(lái)風(fēng)電接入電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,其對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的影響也越來(lái)越受到人們的關(guān)注。目前的諸多研究表明,大規(guī)模風(fēng)電的接入會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定性產(chǎn)生很大影響。然而,傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定分析方法只能對(duì)確定的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行相關(guān)分析,無(wú)法應(yīng)對(duì)含有大量隨機(jī)因素的復(fù)雜現(xiàn)代電力系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定分析。因此本文引入概率分析的思想,提出了TPNT-PEM小干擾概率穩(wěn)定分析方法,在考慮風(fēng)電場(chǎng)間相關(guān)性及風(fēng)電場(chǎng)輸出功率隨機(jī)性變化的場(chǎng)景下,研究含大規(guī)模風(fēng)電的電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定特性。首先,構(gòu)建含大規(guī)模雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組的電力系統(tǒng)仿真分析平臺(tái),提出了適用于小干擾穩(wěn)定分析的雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組動(dòng)態(tài)模型及風(fēng)電場(chǎng)等值模型。雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組的詳細(xì)動(dòng)態(tài)模型主要包括風(fēng)機(jī)機(jī)械系統(tǒng)模型,風(fēng)機(jī)電氣系統(tǒng)模型以及相應(yīng)的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)模型�；诮⒌膯闻_(tái)雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組動(dòng)態(tài)模型,綜合考慮所適用的系統(tǒng)場(chǎng)景、分析精度和計(jì)算效率,建立了適用于電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定分析的風(fēng)電場(chǎng)等值模型。以16機(jī)五區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)為基礎(chǔ),構(gòu)建了含大規(guī)模雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組的電力系統(tǒng)仿真算例,為后續(xù)的小干擾穩(wěn)定分析提供了較為準(zhǔn)確、全面和高效的平臺(tái)基礎(chǔ)。其次,采用系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定確定性分析方法,以系統(tǒng)仿真分析平臺(tái)為研究實(shí)例,綜合分析大規(guī)模風(fēng)電接入對(duì)系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性帶來(lái)的影響及其產(chǎn)生機(jī)理。以算例系統(tǒng)為基礎(chǔ),多方案綜合對(duì)比了風(fēng)電接入位置、風(fēng)電接入容量、系統(tǒng)潮流變化和系統(tǒng)負(fù)荷水平等因素對(duì)含大規(guī)模風(fēng)電電力系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定性影響。針對(duì)算例仿真結(jié)果,結(jié)合實(shí)際電力系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn),從振蕩機(jī)理層面分析了大規(guī)模風(fēng)電對(duì)系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定特性產(chǎn)生影響的原因,并且總結(jié)歸納了部分現(xiàn)象和規(guī)律,為實(shí)際電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了重要參考。然后,考慮風(fēng)電場(chǎng)間相關(guān)性及風(fēng)電場(chǎng)輸出功率的隨機(jī)性,提出并完善了TPNT-PEM電力系統(tǒng)小干擾概率穩(wěn)定性分析方法。基于三階多項(xiàng)式正態(tài)變換(TPNT)處理多風(fēng)電場(chǎng)間的相關(guān)性,利用2m+1點(diǎn)估計(jì)法計(jì)算獲得系統(tǒng)狀態(tài)矩陣特征根的概率分布,實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性的概率化描述。引入對(duì)非正態(tài)分布隨機(jī)變量更為適用的C型Gram-Charlier級(jí)數(shù)展開(kāi)方法,減小計(jì)算輸出隨機(jī)變量概率密度函數(shù)過(guò)程中的誤差�；赥PNT-PEM方法對(duì)含大規(guī)模風(fēng)電的算例系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析,對(duì)比研究了不同風(fēng)電滲透率、不同風(fēng)電場(chǎng)間相關(guān)系數(shù)對(duì)系統(tǒng)小干擾概率穩(wěn)定性的影響。最后,引入振蕩失穩(wěn)危險(xiǎn)函數(shù),提出了小干擾概率穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)Irsik,對(duì)系統(tǒng)小干擾概率穩(wěn)定性進(jìn)行量化評(píng)估。通過(guò)算例仿真對(duì)比,研究了不同風(fēng)電滲透率、不同風(fēng)電場(chǎng)間相關(guān)系數(shù)對(duì)系統(tǒng)小干擾失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)的影響,證明相對(duì)于確定性的小干擾穩(wěn)定評(píng)價(jià)指標(biāo),本文建立的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)Irisk能夠更加全面、客觀地反映系統(tǒng)振蕩模式的穩(wěn)定特性。
【關(guān)鍵詞】：小干擾概率穩(wěn)定性分析 三階多項(xiàng)式正態(tài)變換 2m+1點(diǎn)估計(jì)法 雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM614;TM712
【目錄】：

• 摘要9-11
• Abstract11-13
• 第一章 緒論13-23
• 1.1 研究背景及意義13-16
• 1.1.1 風(fēng)力發(fā)電發(fā)展概況13-15
• 1.1.2 研究目的及意義15-16
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-21
• 1.2.1 雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組動(dòng)態(tài)模型研究16-17
• 1.2.2 含風(fēng)電的電力系統(tǒng)確定性小干擾穩(wěn)定分析17-19
• 1.2.3 含風(fēng)電的電力系統(tǒng)小干擾概率穩(wěn)定性分析19-21
• 1.3 本文主要工作21-23
• 第二章 基于雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)建模23-37
• 2.1 引言23-24
• 2.2 DFIG風(fēng)電機(jī)組機(jī)械系統(tǒng)24-29
• 2.2.1 風(fēng)機(jī)氣動(dòng)系統(tǒng)模型25-26
• 2.2.2 軸系傳動(dòng)系統(tǒng)模型26-28
• 2.2.3 槳距角控制系統(tǒng)模型28-29
• 2.3 DFIG風(fēng)電機(jī)組電氣系統(tǒng)29-35
• 2.3.1 雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)模型29-31
• 2.3.2 PWM變頻器及其控制器模型31-33
• 2.3.3 有功-無(wú)功解耦控制模型33-34
• 2.3.4 發(fā)電機(jī)-變頻器等效模型34-35
• 2.4 風(fēng)電場(chǎng)等值模型35
• 2.5 本章小結(jié)35-37
• 第三章 含大規(guī)模風(fēng)電的電力系統(tǒng)確定性小干擾穩(wěn)定分析37-54
• 3.1 引言37-39
• 3.2 基于數(shù)學(xué)模型的平衡點(diǎn)特征根方法39-43
• 3.2.1 系統(tǒng)狀態(tài)空間線性化39-40
• 3.2.2 小干擾穩(wěn)定的特征根分析40-42
• 3.2.3 電力系統(tǒng)的振蕩分析42-43
• 3.3 大規(guī)模風(fēng)電接入對(duì)系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定的影響43-53
• 3.3.1 16機(jī)五區(qū)域算例系統(tǒng)介紹43
• 3.3.2 不含風(fēng)電場(chǎng)的系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定分析43-47
• 3.3.3 含風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定分析47-53
• 3.4 本章小結(jié)53-54
• 第四章 基于TPNT-PEM的電力系統(tǒng)小干擾概率穩(wěn)定性分析54-76
• 4.1 引言54-55
• 4.2 考慮相關(guān)性的風(fēng)電場(chǎng)隨機(jī)出力模型55-58
• 4.2.1 風(fēng)電場(chǎng)出力概率分布模型55-56
• 4.2.2 風(fēng)電場(chǎng)出力相關(guān)性模型56-58
• 4.3 TPNT-PEM方法數(shù)學(xué)基礎(chǔ)58-66
• 4.3.1 三階多項(xiàng)式正態(tài)變換(TPNT)58-61
• 4.3.2 2m+1點(diǎn)估計(jì)法61-64
• 4.3.3 C型Gram-Charlier級(jí)數(shù)展開(kāi)方法64-66
• 4.4 含風(fēng)電的TPNT-PEM小干擾概率穩(wěn)定性分析方法66-68
• 4.4.1 輸入數(shù)據(jù)的分析處理66-67
• 4.4.2 TPNP-PEM分析方法67-68
• 4.5 算例分析68-75
• 4.5.1 小干擾概率穩(wěn)定性分析68-72
• 4.5.2 小干擾概率穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)72-75
• 4.6 本章小結(jié)75-76
• 第五章 總結(jié)與展望76-78
• 參考文獻(xiàn)78-88
• 附錄88-94
• A 16機(jī)五區(qū)域算例系統(tǒng)88-92
• B 系統(tǒng)振蕩模式各狀態(tài)變量參與因子92-93
• C 雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組參數(shù)93-94
• 致謝94-95
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果95-96
• 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表96

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本文編號(hào)：696059